蘇里格氣田西區(qū)盒8段儲層“四性”關(guān)系研究—以蘇54區(qū)塊為例

葉超，黎玲，鄧攀，任振華，張磊（.中國石油長慶油田分公司第四采氣廠，陜西西安　700；.中國石油長慶油田工程監(jiān)督處，陜西西安　7008）

蘇里格氣田西區(qū)盒8段儲層“四性”關(guān)系研究—以蘇54區(qū)塊為例

葉超1，黎玲1，鄧攀2，任振華1，張磊1
（1.中國石油長慶油田分公司第四采氣廠，陜西西安710021；2.中國石油長慶油田工程監(jiān)督處，陜西西安710018）

上古生界下石盒子組8段（簡稱“盒8段”）為蘇里格氣田西區(qū)（“蘇西”）主力儲層之一，孔隙結(jié)構(gòu)與測井響應(yīng)關(guān)系復(fù)雜，有效儲層識別困難，氣層非均質(zhì)性強，氣水關(guān)系復(fù)雜。以蘇54區(qū)塊為例，根據(jù)巖心資料分析、鑄體薄片鑒定、毛細(xì)管壓力測試、電鏡掃描、測井綜合解釋等資料，通過研究盒8段儲層“四性”（巖性、物性、電性及含氣性）特征及相互關(guān)系：（1）明確了儲層物性的控制因素，（2）建立了儲層滲透率、孔隙度、含氣飽和度解釋圖版，（3）定性的識別有效儲層及劃分儲層有效厚度。

蘇里格氣田；儲層四性；蘇54區(qū)塊；儲層識別

蘇里格氣田西區(qū)（“蘇西”）地勢平緩，坡降8 m/km～15 m/km，由于靠近物源，巖性多樣且結(jié)構(gòu)成熟度與成分成熟度均較低，氣水關(guān)系復(fù)雜多變，儲層“低阻含氣，高阻含水”情況普遍存在，物性影響及控制因素復(fù)雜。自勘探評價開始，針對蘇里格西區(qū)已建立相對成熟的測井解釋方法、解釋模型與標(biāo)準(zhǔn)，然而隨著開發(fā)程度的不斷深入，實際生產(chǎn)情況與測井解釋成果的差異性逐漸顯現(xiàn)，氣水層測井識別困難、低阻氣層與氣水層電性界限模糊，孔隙結(jié)構(gòu)與測井響應(yīng)關(guān)系復(fù)雜、有效儲層控制因素復(fù)雜、含氣性評價難度大，氣層縱向結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)性強，宏觀物性參數(shù)與產(chǎn)能關(guān)系存在不確定性等一系列問題制約著氣田的進(jìn)一步開發(fā)［1-7］。筆者結(jié)合前人研究成果，以蘇54區(qū)塊為例系統(tǒng)的分析了蘇里格西區(qū)儲層的四性特征及相互關(guān)系，蘇54區(qū)塊位于蘇里格氣田西北部，勘探評價階段劃屬為蘇里格西區(qū)，構(gòu)造上屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，面積1 823 km2。目前區(qū)塊完鉆91口井，測試求產(chǎn)83口，平均無阻流量12.16萬m3/d。生產(chǎn)過程中單井日均產(chǎn)水達(dá)到1.2 m3，水氣比高達(dá)0.63 m3/104m3～0.75 m3/104m3。因此，對儲層“四性”關(guān)系的研究顯得很有必要。

1　儲層四性關(guān)系研究

儲層四性關(guān)系指儲集層巖性、物性、電性及含氣性之間的關(guān)系，是地下儲集巖礦物組合、物性、孔喉結(jié)構(gòu)與流體類型及其相互作用狀態(tài)的綜合反映。四性關(guān)系中巖性是基礎(chǔ)，物性是關(guān)鍵，電性是手段，含氣性則是主要目的。通過分析研究地質(zhì)、巖心、試氣及測井等資料，建立滲透率、孔隙度與含氣飽和度關(guān)系的圖版，可定性劃分有效儲層，識別判斷氣水層。

1.1巖性與物性關(guān)系

巖性油氣藏的特點一般為巖性控制物性，物性控制儲層含氣性。儲層物性相同，含氣飽和度隨著孔隙結(jié)構(gòu)的不同而略有差異，儲集性能的優(yōu)劣則因不同孔隙類型的影響而不同，一般情況下殘余粒間孔、大溶孔（粒間溶孔）、小溶孔、高嶺石晶間孔、各類微溶孔及泥質(zhì)微孔儲集性能依次變差。如果較大的孔隙之間有微裂縫溝通，則儲集性能可大幅度改善。大體上，蘇西儲層孔隙空間中依照上述序列靠后的孔隙類型百分比逐漸增多，儲集性能相對變差，束縛水飽和度依次升高。由于孔隙結(jié)構(gòu)的差異，巖屑砂巖氣層的含氣飽和度明顯低于石英砂巖。蘇里格氣田西區(qū)盒8段氣藏含氣飽和度（Sg）一般在40％～65％。當(dāng)氣藏背景條件和孔隙結(jié)構(gòu)大體一致時，儲層含氣飽和度主要受物性的影響，與氣層滲透率明顯相關(guān)。

蘇54區(qū)塊盒8儲層巖性主要為石英砂巖，儲層孔隙類型主要為溶蝕孔和微孔，孔滲關(guān)系特征表現(xiàn)為中低孔中低滲。儲層物性與巖性密切相關(guān)（見圖1），一般石英含量越高，物性越好。

圖1　蘇54區(qū)塊盒8段儲層物性分析頻率直方圖

1.2巖性與電性關(guān)系

在大段測井剖面上，自然伽馬（GR）曲線與其它曲線之間具有良好的相關(guān)性，大套砂巖的自然電位（SP）負(fù)異常特征也比較明顯，表明巖性是影響儲層電性特征的最主要因素。實際應(yīng)用中，伽馬可以較好地反應(yīng)儲層巖性和泥質(zhì)含量，當(dāng)伽馬值100 API時，巖性一般為砂巖；當(dāng)伽馬值在100 API～150 API時，巖性一般為泥質(zhì)砂巖與砂質(zhì)泥巖；對于純泥巖地層，伽馬值一般大于150 API，且泥巖越純伽馬值越高，測井密度（DEN）表現(xiàn)出高值，一般在2.65 g/cm3～2.72 g/cm3，補償中子（CNL）一般大于15％，表現(xiàn)為中高值，聲波時差（AC）中等，在225 μs/m～250 μs/m。

蘇里格氣田西部上古生界砂巖儲集層“四性”關(guān)系復(fù)雜，多物源、多類型沉積造成不同層系砂巖巖性差別比較大，同時在區(qū)域上儲層巖性有明顯的東西分帶的特征差異，這種巖性差異造成了測井響應(yīng)的背景差異：蘇西地區(qū)盒8段石英砂巖測井響應(yīng)表現(xiàn)為“三低一高”的特征，即：低自然伽瑪（GR＜50 API）、低補償中子（CNL＜10％）、中低聲波時差（AC=210 μs/m～240 μs/m）和中高電阻（Rt=20 Ω·m～120 Ω·m）。

巖石組分中石英礦物（含石英巖）、硅質(zhì)膠結(jié)物、粘土礦物含量對電性參數(shù)影響較為敏感（見表1）。一般石英砂巖光電吸收截面指數(shù)（Pe）在1.8 b/e～2.2 b/e，巖屑石英砂巖Pe值為2.2 b/e～2.6 b/e，巖屑砂巖Pe值大于2.4 b/e。石英和硅質(zhì)膠結(jié)物含量的增加會使聲波時差明顯降低，電阻率（Rt）增大。當(dāng)硅質(zhì)膠結(jié)物含量超過8％時，深側(cè)向電阻率一般大于50 Ω·m，聲波時差一般小于220 μs/m。

通過統(tǒng)計分析取心井測井參數(shù)及各參數(shù)之間的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)孔隙度（por）與聲波時差、密度、補償中子之間存在較好的相關(guān)性，分別達(dá)到91.5％、82.6％、65.1％，而在實際測井過程中，由于密度值受井徑影響較大，因此選取相關(guān)性最高的孔隙度建立孔隙度解釋模型。選取蘇54區(qū)塊30口井測井參數(shù)，建立盒8段的孔隙度解釋模型（見圖2），得出盒8段孔隙度計算公式：por=0.149 1×Δt-25.303，相關(guān)性達(dá)到91.5％。

1.3物性與電性關(guān)系

常規(guī)測井中的三孔隙度組合是綜合反映儲集層物性最理想的曲線。密度和聲波時差較好反映了儲集層孔隙度與滲透率的變化趨勢。隨著儲層孔隙度增大，滲透性增強，聲波時差值增大，密度值減小，地層電阻率呈降低趨勢。同時深、淺側(cè)向電阻率，自然電位對滲透層也有良好反映。蘇54區(qū)塊盒8段滲透性較好層段，地層電阻率一般小于40.0 Ω·m，深、淺側(cè)向電阻率正差異，自然電位明顯負(fù)異常。

對于純石英砂巖儲層，密度受骨架背景值影響小，具有較高的縱向分辨率，解釋的有效孔隙度精度較高。但密度測井受井徑影響較大，且對井間刻度要求較高，容易造成較大系統(tǒng)誤差；相對而言，聲波時差曲線穩(wěn)定，總體可很好反映儲層孔隙度變化，缺點是受硅質(zhì)膠結(jié)的影響，儲集層段巖石骨架時差的變化與含氣性對其均有影響，依據(jù)巖電歸位后取芯物性分析與聲波時差可建立較好的經(jīng)驗關(guān)系式。

1.3.1滲透率解釋模型通過測井參數(shù)與巖電分析參數(shù)相互之間的相關(guān)性分析，分析滲透率與聲波時差值、密度及孔隙度的相關(guān)性最高（見表2），因此，可以利用這三個測井參數(shù)建立滲透率解釋計算模型。通過多元回歸的方法建立了蘇54區(qū)塊盒8段的滲透率解釋模型（見圖3），模型計算精度達(dá)到了相關(guān)要求。

表1　蘇里格氣田蘇54區(qū)塊砂巖儲層常規(guī)物性統(tǒng)計表

圖2　蘇54區(qū)塊盒8段孔隙度計算模型及驗證圖

盒 8：lg（k）=-0.004×AC+0.074 2×Φ-3.550 8× DEN+8.659 9，相關(guān)性為85.3％。

圖3　蘇54區(qū)塊盒8段分析滲透率與計算滲透率驗證圖

表2　蘇54區(qū)塊測井參數(shù)與巖電分析參數(shù)相關(guān)性分析表

1.3.2含氣飽和度解釋模型含氣飽和度求取采用阿爾奇公式：

式中：Sw-含水飽和度，％；Φ-孔隙度，％；Rt-儲層電阻率，Ω·m；Rw-地層水電阻率，Ω·m；a、b-與巖性有關(guān)的系數(shù)；m-膠結(jié)系數(shù)；n-飽和度指數(shù)。

地層水分析資料是確定原始地層水電阻率最有效的方法。測井解釋一般認(rèn)為在長度較短的井段內(nèi)地層水礦化度和電阻率基本保持不變，采用相同地層水電阻率進(jìn)行解釋。蘇54區(qū)塊盒8段砂巖儲層巖電關(guān)系圖（見圖4）。巖電參數(shù)根據(jù)實驗分析數(shù)據(jù)擬合求得，其中：a=1.0，b=0.97，m=1.86，n=1.95，Rw=0.06 Ω·m。

1.4含氣性與電性關(guān)系

天然氣含氫指數(shù)低并存在“挖掘”效應(yīng)，與相同巖性及儲集性條件的水層相比，儲層含氣可引起補償中子、密度測井值的降低和聲波時差值增大。所以在孔隙度刻度下，巖性較純的氣層，中子～密度視孔隙度或中子～聲波視孔隙度可呈明顯的鏡像特征。含氣性較好的儲層電阻率較高（30 Ω·m～110 Ω·m），補償中子5.0％～12.0％，聲波時差220 μs/m～250 μs/m，密度小于2.45 g/cm3，Pe小于2.2 b/e，自然伽瑪小于40 API，自然電位負(fù)異常明顯。對滲透性強、含氣性好的地層，在鉆井泥漿濾液的侵入下會產(chǎn)生由井壁向地層深部電阻率逐漸增高的侵入剖面。因此，含氣性好的儲層，深、淺電阻率值一般表現(xiàn)為正差異。此外，在滲透性好的氣層段，由于天然氣粘度小，易壓縮，泥漿濾液很快侵入地層，容易形成泥餅，出現(xiàn)井徑縮徑現(xiàn)象。此外，由于天然氣壓縮系數(shù)大，中高滲儲層在鉆井過程中容易形成較深的泥漿濾液侵入，使近井帶地層的電阻率降低，此類儲層滲透率一般大于3 mD。

2　結(jié)論

（1）蘇里格氣田西區(qū)盒8段儲層非均質(zhì)性強，巖性以石英砂巖及巖屑質(zhì)石英砂巖為主，孔隙度主要分布在6％～10％，滲透率在0.1 mD～1.0 mD，二者呈現(xiàn)出正相關(guān)性，整體表現(xiàn)為低孔低滲的特征。

（2）通過研究孔隙度與聲波時差之間的相關(guān)性，可以建立儲層孔隙度解釋模型，利用物性與電性的相關(guān)性，可以建立儲層滲透率解釋模型與含氣飽和度解釋模型。

（3）通過綜合分析測井密度、補償中子、電阻率、聲波時差、自然伽馬及光電吸收截面指數(shù)值之間的關(guān)系，可定性的識別有效儲層。

圖4　蘇54區(qū)塊盒8段砂巖儲層巖電關(guān)系圖

［1］羅順社，朱珊珊.蘇里格地區(qū)下石盒子組8段物源分析［J］.石油天然氣學(xué)報，2012，34（9）：193-194.

［2］田景春，吳琦，王峰，等.鄂爾多斯盆地下石盒子組盒8段儲集砂體發(fā)育控制因素及沉積模式研究［J］.巖石學(xué)報，2011，27（8）：2403-2412.

［3］范玲玲，宋榮彩，金文輝，等.鄂爾多斯盆地蘇西X井區(qū)盒8段砂體發(fā)育模式研究［J］.巖性油氣藏，2012，24（4）：29-33.

［4］李海燕，岳大力，張秀娟.蘇里格氣田低滲透儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征及其分類評價方法［J］.地學(xué)前言，2012，19（2）：133-139.

［5］王峰，田景春，陳蓉，等.蘇里格地區(qū)上古生界盒8砂巖儲層控制因素［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，36 （4）：367-372.

［6］王曉梅，趙靖舟，劉新社，等.蘇里格氣田西區(qū)致密砂巖儲層地層水分布特征［J］.石油天然氣與地質(zhì)，2012，33（5）：802-808.

［7］徐靜，楊俊龍，饒辰威，等.蘇里格氣田西區(qū)上古生界低阻氣層成因分析［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12（30）：7832-7836.

Study of Sulige gas field west of He 8 reservoir"four"relationship —Taking Su 54 block as an example

YE Chao1，LI Ling1，DENG Pan2，REN Zhenhua1，ZHANG Lei1
（1.Gas Production Plant 4 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.Engineering Supervision Departmen of Changqing Oilfield，Xi'an Shanxi 710018，China）

The upper paleozoic Shihezi group of 8 section（He8）is one of the main reservoirs of Sulige gas field of west，the porosity structure and logging response relationship is complex，the effective reservoir recognition difficulties，reservoir heterogeneity，complex gas water relations.To Sue 54 block as an example，based on core data analysis，the casting thin sections identification，capillary pressure test and scanning electron microscopy（sem），the comprehensive interpretation of logging data，by studying the box of 8 period of reservoir"four" （the lithology，physical property，electric property and hydrocarbon content）characteristics and mutual relations，（1）clear the control factors of reservoir physical properties，（2）set up the reservoir permeability，porosity，gas saturation interpretation chart，（3）the qualitative identification of effective reservoir and reservoir effective thicknes.

Sulige gas field；reservoir of four property；Su54 block；reservoir identification

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.007

TE122.3

A

1673-5285（2015）01-0026-05

2014－10-27

2014－12-11

葉超，男（1987－），漢族，陜西蒲城人，助理工程師，2010年畢業(yè)于西安石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，從事天然氣地質(zhì)開發(fā)及儲層研究工作，郵箱：yechao_cq@petrochina.com.cn。